Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома


НазваниеПоложительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома
страница3/7
Дата публикации04.06.2013
Размер0.89 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6   7

^

30. Параллельное соединение R, L, C


Если к выводам электрической цепи, состоящей из параллельно соединенных R, L, C, приложено синусоидальное напряжение то по I закону Кирхгофа синусоидальный ток в неразветвленной части равен алгебраической сумме синусоидальных токов в параллельных ветвях где – совпадает по фазе с напряжением u(t);

 – отстает по фазе от напряжения u(t) на ;

– опережает по фазе напряжение u(t) на .

Просуммируем:



Выражение является тригонометрической формой записи I закона Кирхгофа для мгновенных значений.

^ Активная проводимость цепи , всегда положительна.

Реактивная проводимость цепи , в зависимости от знака может иметь индуктивный (В > 0) или емкостный (B < 0) характер. Если В = 0, цепь носит активный характер.

Для нахождения и  воспользуемся приемом, приведенным в предыдущем разделе:

, (3.27)

т.е. ток отстает от напряжения на угол .

Здесь – начальная фаза напряжения; – начальная фаза тока; – разность фаз

– амплитудное значение тока; полная проводимость цепи – величина, обратная полному сопротивлению ;

– угол разности фаз определяется по оси  в направлении от напряжения к току и является острым или прямым .

– при индуктивном характере цепи, т.е. при B > 0; при этом ток опережает по фазе напряжение. – при емкостном характере цепи, т.е. при B < 0; при этом ток опережает по фазе напряжение. – при резистивном характере цепи, т.е. при равенстве индуктивной и емкостной проводимостей ; при этом ток совпадает по фазе с напряжением. Такой режим работы электрической цепи называют резонансом токов. Активная и реактивная проводимости цепи связаны с полной проводимостью формулами

.Для проводимостей также можно построить треугольник проводимостей. Активная и реактивная составляющие тока определяются следующим образом:

.

31) Резонанс токов: условие возникновения, резонансная частота, волновая проводимость, добротность, векторная диаграмма. Контур с потерями.

Резонанс токов наблюдается в параллельных ветвях. При резонансе токов по фазе совпадают ток общей ветви и напряжение на параллельном участке. Рассмотрим резонанс токов в схеме с параллельными ветвями RL и RC (рис. 4.11, а).

Заменим данную схему эквивалентной, приведенной на рис. 4.11, б.

В этой схеме приняты следующие обозначения:

(4.8)

Для данной схемы справедливо



В режиме резонанса . Это возможно, если будет выполнено условие

и соответственно

При резонансе полная мощность, которая потребляется контуром, минимальна и носит активный характер

.

В режиме резонанса ток на входе параллельного контура , т.е. минимальный ток для этой схемы при неизменном напряжении на входе . При  0 I  0. Сопротивление такой цепи Z  . Для резонансной частоты 0 такой контур принято называть фильтром - пробкой.

Величина резонансной частоты для приведенной схемы определяется из условия

.

Приведя к общему знаменателю и умножив обе части на 0, после преобразований получим.

Резонанс в такой схеме может иметь место, если только выполняются следующие условия:

  1. ;

  2. .

При схема находится в резонансе при любых частотах. Это так называемый всеволновой резонанс.

Основой для построения векторной диаграммы является описание схемы с помощью выражения (4.9). При построении совместим с вещественной осью напряжение , тогда векторная диаграмма будет иметь вид, представленный на рис. 4.12, если учесть, что .

Под добротностью контура при резонансе токов понимают отношение тока на реактивных элементах IL или IС к току на входе контура I

. (4.14)

При незначительных потерях в контуре токи IL и IC могут многократно превышать токи на входе схемы.

32. Индуктивно связанные элементы

Рассмотрим 2 близко расположенных катушки индуктивности с током.
Числа витков обмотки W1 W2. Часть магнитных линий 1й катушки пересекают витки 2й катушки (Ф21). Аналогично часть магнитных линий 2й катушки пересекают витки 1й катушки (Ф12).

Поэтому кроме собственных потоков сцепления Ѱ11=W1 Ф11 и Ѱ22=W2 Ф22 в катушках будут взаимопотокосцепление. Ѱ21=W1 Ф21 и Ѱ12=W2 Ф12.

Отношение добавочного потока цепления в 1й катушке к току во 2й катушки называется взаимной индуктивностью. M12 12/i2 ; M1221/i1

M12= M21=M – взаимная индуктивность и зависит от конструкции катушек.

В линейных эл. цепях взаимн. индуктивность – постоянная. Полное потокосцепление каждой из катушек складывается из собств потока сцепления и добавочного. В зависимости от направления потоков они могут либо складываться либо вычитаться.

Ѱ1= Ѱ11+ Ѱ12

Ѱ2= Ѱ 2221 Соединение катушек согласное
Ѱ1= Ѱ11- Ѱ12

Ѱ2= Ѱ 2221 включение катушек встречное
Рис. Согласное включение

Рис. Встречное влкючение

33.Активные, реактивные и полные сопротивления и проводимости пассивного двухполюсника.
Активные и реактивные составляющие тока и напряжения

c:\users\samsung\desktop\новая папка\24.1.gif
– комплексным сопративлением и
– комплексным проводимость

Можно охарактеризовать двухполюсник.

2 схемы замещения комплексного сопративления:

c:\users\samsung\desktop\новая папка\sac_1_22.gif




Формулы пересчета 1сх во 2ю последовательную в паралельн.




Формула пересчета 2й формулы в 1ю





Рис.

34.Активная, реактивная и полная мощности пассивного двухполюсника. Коэффициент мощности. Баланс мощностей





Рис.



-всегда положительна, характеризует процесс необратимого преобразования энергии во всей двухполюсн.

-меняется с удвоенной частотой, характеризует процесс передачи энергии генератор.двухпол.



-аргумент комплексного сопротивления









P – средняя скорость необратимого преобразования энергии.

Произведение силы тока и напряжения назыв. полной мощностью двухполюсного генератора.

-полная мощность

Полная мощность генератора характеризует его предельные возможности

(возм. При =1

Как правило Поэтому даже при наймен. IиU активная мощность P<чем полная (S)

P
– возможность генератора используется не полностью

– коэффициент мощности

При неполном использов. Активной мощности остается реактивная мощность [ВАР]

Если





Рис.

В случае использ. Комплексного значения:





Баланс мощности в цепях переменного тока

Алгебр.сумма мгновенных мощностей всех приемников = алгебр. Сумме мгнов. Мощностей источников.











Втор. Част
35.Народнохозяйственное значение коэффициента мощности. Повышение коэффициента мощности.

Большинство приемников электроэнерг. (электродвиг, редуктор) обладают большими индуктивностями.

Это приводит к большому сдвигу фаз между током и напряжением (мал. Значениями между cosФ) и появл. Большой реактивной состовляющей.

Это приводит к неполному использованию мощности --> приводит к дополнительной нагрузке на проводах и к большим непродуктивным потерям в проводах

Повысить cosФ можно включив параллельно нагрузке батарею конденсаторов.

Рис.



Рис.

Рис










cosФ≈0,95

\

§ 36 ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Основными величинами, характеризующими магнитное поле, являются магнитная индукция и намагниченность .

Магнитная индукция — это векторная величина, определяемая по силовому воздействию магнитного поля на ток.

Намагниченность — магнитный момент единицы объема вещества. Кроме этих двух величин, магнитное поле характеризуется напряженностью магнитного поля H.

Три величины связаны друг с другом следующей зависимостью:
(3.1)
В СИ индукция В измеряется в теслах (тл):

1 тл = 1 в*сек/м2 = 1 вб/м2

или в кратных ей единицах вб/см2, а в системе СГСМ — в гауссах (1 гс = вб/см2).

Намагниченность J и напряженность поля H в СИ измеряют в амперах на метр (а/м), а в системе СГСМ — в эрстедах (э).

На практике индукцию В часто измеряют в единицах системы СГСМ гс, а напряженность поля Н — в а/см.

Намагниченность представляет собой вектор, направление которого совпадает с направлением Я в данной точке:

(3.2)

Коэффициент для ферромагнитных веществ является функцией H. Подставив (3.2) в (3.1) и обозначив 1 + к = получим

(3.3)

Где — постоянная, характеризующая магнитные свойства вакуума; — относительная магнитная проницаемость.

В СИ гн!м = гн/м; в СГСМ = 1. Для ферромагнитных веществ является функцией H.

Магнитный поток Ф есть поток вектора магнитной индукции через площадь S:

(3.4)

где dS — элемент поверхности S.

В СИ магнитный поток измеряют в в*сек или веберах (вб); в СГСМ — в максвеллах (мкс) или кратных единицах — киломаксвеллах (кмкс): 1 мкс = вб; 1 кмкс = 103 мкс.

При расчетах магнитных цепей обычно используют две величины — магнитную индукцию В и напряженность магнитного поля H.

Намагниченность J в расчетах, как правило, не используют [но при необходимости значение J, отвечающее соответствующим значениям B и H, всегда можно найти по формуле (3.1)].

§ 37. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Свойства ферромагнитных материалов принято характеризовать зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Я. Различают два основных типа этих зависимостей: кривые

намагничивания и гистерезисные петли.

Под кривыми намагничивания понимают однозначную зависимость между B и H. Кривые намагничивания подразделяют на начальную, основную и безгистерезисную (что будет пояснено далее).

Из курса физики известно, что ферромагнитным материалам присуще явление гистерезиса — отставание изменения магнитной индукции В от изменения напряженности магнитного поля H. Гистерезис обусловлен, грубо говоря, внутренним трением областей самопроизвольного намагничивания. При периодическом изменении напряженности поля зависимость между В и H приобретает петлевой характер.

Различают несколько типов гистерезисных петель — симметричную, предельную и несимметричную (частный цикл).

На рис. 3.1 изображено семейство симметричных гистерезисных петель. Для каждой симметричной петли максимальное положительное значение В равно максимальному отрицательному значению В и соответственно Hmax равно |—Hmax|.

Геометрическое место вершин симметричных гистерезисных петель принято называть основной Несимметричные кривой намагничивания. При очень больших H вблизи ±Hmах восходящая и нисходящая части гисте- резисной петли практически сливаются.

Предельной гистерезисной петлей, или предельным циклом, называют симметричную гистерезисную петлю, снятую при очень больших Hmax.


„ Спинка "предельного цикла, или кривая" размагничивания

Симметричные гистерезисные петпи

Рис. 3.1
Индукцию при H = 0 называют остаточной индукцией и обозначают

Напряженность поля при В = 0 называют задерживающей, или коэрцитивной, силой и обозначают Hс.

Участок предельного цикла ВГНС (см. рис. 3.1) принято называть кривой размагничивания, или «спинкой» гистерезисной петли.

Этот участок используют при расчетах магнитных цепей с постоянными магнитами и магнитных элементов запоминающих устройств счетно-решающей техники.

Если изменять H периодически и так, что значение +Hmах не будет равно значению | — Hmах|, то зависимость между В и Н будет петлевого характера, но центр петли не совпадает с началом координат (рис. 3.2). Такие гистерезисные петли принято называть частными петлями гистерезиса, или частными циклами.

Когда предварительно размагниченный ферромагнитный материал = 0, Н = 0) намагничивают, монотонно увеличивая Я, получаемую зависимость между В и H называют начальной кривой намагничивания.

Начальная и основная кривые намагничивания настолько близко расположены друг к другу, что практически во многих случаях их можно считать совпадающими .

Безгистерезисной кривой намагничивания называют зависимость между В и H, возникающую, когда при намагничивании ферромагнитного материала его периодически постукивают или воздействуют на него полем, имеющим, кроме постоянной составляющей, еще и затухающую по амплитуде синусоидальную составляющую. При этом гистерезис как бы снимается.

Безгистерезисная кривая намагничивания весьма резко отличается от основной кривой.

В различных справочниках, а также в ГОСТ 802—58 в качестве однозначной зависимости между В и Н дается основная кривая намагничивания.
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconПрактическая работа №1 Тема : исследование ципей постоянного тока
Цель: Научится собирать последовательные,параллельные и смешанные цепи постоянного тока правельно подключать приборы для измерения...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconЗакон Ома для переменного тока. Приборы и принадлежности
Цель работы: изучить методы измерений индуктивности катушки, емкости конденсатора и экспериментально проверить закон Ома для переменного...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconЗакон Ома для конденсатора Закон Ома для цепи переменного тока
Энергия заряженного конденсатора: где u — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор. Из лекции: q= uc; i=dq/dt=d(UC)/dt=UmCWcoswt;...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconИсследование трехфазной электрической цепи с активной нагрузкой, соединенной по схеме “звезда”
Ами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon5 Примерный перечень вопросов к зачёту (экзамену) по всему курсу
Гашение электрических дуг в цепях постоянного тока при шунтировании дугового промежутка активным сопротивлением
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon1 3 Задача. Расчёт разветвлённой линейной цепи постоянного тока
...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon0)+300sin(5ωt-1800), В$$Содержит, U=100b амплитудное значение тока I
В каких электрических цепях возникают переходные процессы?$$ В электрических цепях, содержащих энергонакопительные элементы
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconТок, напряжение, мощность и энергия в электрических цепях
Под электрической цепью понимается совокупность электротехнических устройств, предназначенных для прохождения электрического тока,...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconИсследование нелинейных электрических цепей постоянного тока цель работы
...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon5. Законы Кирхгофа зтк: Алгебраическая сумма токов в любом узле или...
Электрическим током называется упорядоченное движение частиц носителей тока. Постоянный ток – ток неизменимый во времени. Электрический...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница